深基坑开挖支护结构类型及适用范围

1、深基坑开挖支护结构类型及适用范围 随着城市建设的发展,可以利用建筑工地越来越紧缺,特别是在繁华闹市区,土地的批租和拆迁费很高,使得房地产商从利润角度考虑不得不尽可能充分利用地上和地下空间,即在有限的土地上增加建筑总高度和地下室层数,从而使基础埋身大大增加,使得水平荷载引起的倾覆力矩也相应增加,为减少建筑物的整体倾斜,防止倾覆和水平滑移,对基础的埋深也有较高的要求;当在较软弱的地基上修建高层建筑时,更是要求基础有较大的埋深.因而,深基坑的开挖和支护是近十多年来国内岩土工程领域不可回避的问题之一.本文针对各种不同的基坑类型对其适用范围进行研究,结合具体的工程实例对某一种支护类型提出具体施工方案,以

2、便为以后的工作提供参考意见.深基坑工程的特点(1)建筑趋向高层化,基坑向大深度方向发展.(2)基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑系统带来较大难度.(3)在软弱土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降、对周围建筑,市政设施和地下管线造成影响. (4)深基坑施工工期长,场地狭窄,降雨,重物堆放对基坑稳定不利. (5)在相邻的场地的施工中、打桩、降水、挖土及浇注混凝土等与工序会相互制约和影响,增加协调工作的难度.因此,深基坑的支护工作对整个主体结构的施工提供安全的、无地下水的干扰的施工空间,并对临近的结构和设施提供可靠的保护是非常重要的.深基坑支护的结构类型及适用范围基坑支护最早的方法是放

3、坡开挖，然后有悬臂支护，支撑支护，组合型支护等。最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩，地下连续墙，钢板桩以及通过处理方法采用水泥挡墙，土钉墙，钢筋混凝土桩设置方法有钻孔灌注桩。人工挖孔桩。沉管灌注桩和预制桩等（1）基坑挡土，支撑，开挖组合分类：板桩式挡土结构（悬臂）+分层全开挖（只适用于浅基坑）板桩式挡土结构+内支撑/土锚/拉锚+分层全开挖板桩式挡土结构+内支撑+壕沟式开挖板桩式挡土结构+（连续墙）+逆作法开挖板桩式挡土结构+支撑（水平撑，换撑，斜撑）+岛区式开挖重力式挡土结构（自立）+分层开挖刚性重力式（自立式）挡土结构和 柔性板桩式挡土结构组合，各种内支撑和土锚，拉锚组合（2）悬臂式支护结构示

4、意图如图（图1）.其适用范围是：常采用钢筋混凝土排桩墙，木板桩，钢板桩，钢筋混凝土板桩，地下连续墙等形式。钢筋混凝土桩常采用钻孔灌注桩，人工挖孔灌注桩，沉管灌柱桩及预制桩.悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和支护墙体的抗弯能力来维护整体稳定和结构的安全，它对开挖深度很敏感，容易产生奇较大的变形，而对周围环境产生不利影响，因而适用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。(3)水泥搅拌桩重力式支护结构示意图（图2）。水泥搅拌桩在进行平面布置时常采用格构式（图3）。水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支护周围土体，保证基坑边坡稳定。水泥搅拌桩重力式支护结构应用于软粘土地区开挖深度约在6米左右的基坑工程。由

5、于水泥土抗拉强度低，因此适用于较浅的基坑工程，其变形也较大。优点是挖土方便成本低。(4)内支撑式支护结构由支护墙体和内支撑体系两部分组成。支护墙体可采用钢筋混凝土排桩墙，地下连续墙或钢板桩等形式。内支撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深度可采用单层支撑和多层支撑，如图4（a）、（b）、（c）所示。当基坑面积较大，而基坑开挖深度又不时，可采用单层斜支撑形式。内支撑采用钢筋混凝土支撑和钢管支撑两种。其优点就是刚度大，变形小，布置灵活，而钢支撑的优点是可重复使用，施工速度快，且可施加预压力。内支撑支护结构适用广泛，可适用于各种基坑和基坑深度。(5)拉锚式支护结构由支护墙体和锚固体系两部分，支

6、护墙体同内支撑式支护结构。锚固体系可分为土层锚杆和拉锚式两种。随基坑深度不同，土层锚杆可分为单层锚杆，二层锚杆和多锚锚杆。拉锚式支护结构和双层土层锚杆支护结构示意图。拉锚式需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固物。土层锚杆式需要地基土提供较大的锚固力，较适用于砂土地基或黏土地基。由于软黏土地基不能提供较大的锚固力，所以很少使用。(6)包括门架式支护结构（图5），其支护深度比悬臂式支护结构深，适用于基坑开挖深度已超过悬臂式支护结构合理支护深度的基坑工程。其合理的支护深度可通过计算确定。（7）拱式组合型支护结构，图6所示为钢筋混凝土灌注桩与深层水泥搅拌桩拱组合形成的支护结构示意图。形成的水泥拱可有效利用材料性能，可取得较好的经济效益。（8）喷锚网支护结构（图7），常用于土坡稳定加固，也有人将其归属于放坡开挖不适用于含淤泥土和流砂的土层。（9）加紧水泥土挡墙支护结构（图8）为克服水泥抗拉强度低，水泥重力式挡墙支护深度小，往往在水泥土中插入型钢，形成加筋水泥土挡墙支护结构。（10）沉井支护结构，采用沉井支护结构形成支护体系。（11）冻结法支护，对地基适用范围广，但应考虑其冻融过程对周围的影响，电源不得中断